Jelenleg a világ vezető hadseregei megkezdték az új típusú kézi fegyverek kifejlesztésére irányuló programok végrehajtását (Ratnik Oroszországban és NGSAR az Egyesült Államokban). Amint azt több mint egy évszázados tapasztalat mutatja az egységpatronok, majd a köztes és alacsony impulzusú patronok fejlesztésében, a legígéretesebb megoldás az új típusú lőszerek fejlett fejlesztése.
A II.
Patronok fém hüvelyekkel
A gyalogsági egységek automatikus fegyverekkel való telítettsége a védelmi iparban rézhiányt okozott, amelyet hagyományosan a patronos sárgarézben (töltényhüvelyek gyártására használnak) és a tompakban (golyóhüvelyek készítésére) használnak.
Az erőforrás-szűkösség problémájának leghatékonyabb megoldása az enyhe acél, mindkét oldalán rézzel bevonva volt a korrózióvédelem érdekében, vagy bevonat nélkül, amelyet háborús időben használtak az úgynevezett helyettesítő bélésekhez. A háború utáni időszakban elsajátították az acél hüvelyek speciális lakkal történő bevonásának technológiáját, amely megvédte őket a nedvességtől és a súrlódástól a kamrában (egy bizonyos hőmérséklethatárig).
Az enyhe acél és rézötvözetek hasonló műszaki jellemzői ellenére az utóbbiak előnyösek a rugalmasság és a korrózióállóság tekintetében. Az acél hüvelyek lakkbevonata alacsony kopásállóságú, és az újratöltés során, amikor a fegyver fém alkatrészeivel érintkezik, hajlamos sérülni, és átkerül az automatizálás elemeire, letiltva azokat. Ha a fel nem használt patronokat a tüzelés befejezése után eltávolítják a hordóról, akkor a burkolataik megfosztják a lakkbevonattól, mivel a kamra fűtött felületével érintkezve kiégnek, majd felgyorsulnak, oxidálódnak, és a patronok alkalmatlanná válnak a további használatra..
Az automata fegyverekkel felfegyverzett gyalogosok által megnövelt patronfogyasztás volt az alapja a hordható lőszerek növekedésének, a patronok súlyának csökkentésével. A hetvenes évek elejéig a hordható lőszerek súlyának csökkentésének fő iránya az átmenet volt először a közbenső, majd az alacsony impulzusú töltényekre, mivel meg akarták növelni az automatikus tűz pontosságát a kényelmetlen helyzetekből. Az AK-74 rohamlöveg és az M-16 automata puska elfogadása után ez a tartalék a hordható lőszerek súlyának csökkentésére kimerült-a könnyebb söpört golyók alkalmazására tett kísérlet feltárta a megnövekedett szél sodródást.
Jelenleg főként acélmagos golyókat, ólomköpenyt és tompakkabátot használnak feltűnő elemként. A páncélok behatolásának növelése érdekében az amerikai hadsereg áttért az M80A1 EPR és az M855A1 patronok teljes fém golyóinak használatára ólomköpeny nélkül, amely egy tombakhéjból és egy acélfejű és bizmutfarkú magból áll.
Tok nélküli patronok
A nyolcvanas években a Szovjetunióban és a NATO -országokban kísérletet tettek arra, hogy radikálisan megoldják a klasszikus patronok nagy anyagfogyasztásának problémáit, ha tok nélküli lőszerekre váltanak. A legnagyobb előrelépést ebben az irányban a német Heckler und Koch cég érte el, amely megalkotta a HK G11 automata puskát, amely a Dynamit Nobel által kifejlesztett tok nélküli DM11 patronokat használta.
Az 1000 NK G11 -es puska sorozatának katonai művelete azonban az NSZK határszolgálatán bebizonyította, hogy veszélyesek a katonai személyzetre, mivel a kamrában lévő tok nélküli töltények rendszeresen spontán égnek, annak ellenére, hogy a puska csövétől elválasztották. Ennek eredményeképpen a német határőröket először megtiltották az automatikus tüzelési mód használatától, majd a HK G11-et teljesen eltávolították a szolgálatból, mert értelmetlen volt a pusztán öntöltő fegyverként való használata túl bonyolult automatizálás mellett. kakukkos óra ).
Patronok műanyag hüvelyekkel
A következő kísérletet a kézi lőfegyverek anyagfogyasztásának csökkentésére és a hordható lőszerek növelésére a 2000 -es években az Egyesült Államokban az AAI (ma Textron Systems, a Textron Corporation termelési részlege) hajtotta végre az LSAT (Lightweight Small Arms Technologies) részeként.) program, amely egy könnyű géppuska és egy automata karabély megalkotásához vezetett, kombinált lőszerekhez, amelyek sárgaréz hüvelyű, műanyag hüvelyű és tok nélküli töltényekkel készültek, teleszkópos formában.
A várakozásoknak megfelelően a tok nélküli patronok a hordókamrában spontán égnek, a leszerelhető kialakítás ellenére, így az LSAT programban a műanyag hüvelyű patronok mellett döntöttek. A lőszerköltségek csökkentésének vágya azonban a műanyag típus helytelen megválasztásához vezetett: ilyenként poliamidot használtak, amely az összes szükséges tulajdonsággal rendelkezik, kivéve egyet, de a legfontosabb - maximális üzemi hőmérséklete nem haladja meg 250 Celsius fok.
Még az 1950 -es években a terepi tesztek eredményei alapján megállapították, hogy a DP géppuska csöve folyamatos tüzelés esetén, a szünetekben, az áruházak cseréjekor felmelegszik a következő értékekre:
150 felvétel - 210 ° C
200 felvétel - 360 ° C
300 felvétel - 440 ° C
400 felvétel - 520 ° C
Más szóval, intenzív küzdelem körülményei között, miután az első kétszáz töltényt elhasználták, a könnyű géppuska csöve garantáltan eléri a poliamid olvadáspontját.
Ezzel a körülménnyel összefüggésben az LSAT programot 2016 -ban lezárták, és ennek alapján indították el a CTSAS (Cased Telescoped Small Arms Systems) programot azzal a céllal, hogy új anyagi alapon teleszkópos patronokat fejlesszenek ki. Corey Phillips amerikai hadseregprogram-adminisztrátorral a thefirearmblog.com-nak adott interjúban 2017 márciusában az eddigi leghőállóbb mérnöki polimert, a poliimidet választották ki a műanyag hüvely anyagához, maximális üzemi hőmérséklete 400 ° C.
A poliimidnek, mint a patron tokjának anyaga, van egy másik értékes tulajdonsága is - a megadott szint fölé hevítve olvadás nélkül elszenesedett, és olyan illékony anyagok szabadultak fel, amelyek nem szennyezik a hordókamrát, míg a patron tok elszenesedett felülete szolgál kiváló súrlódásgátló anyag lövés után. A bélésperem szilárdságát egy fém karima biztosítja.
A 400 fokos hőmérséklet a megengedett határérték a kézi lőfegyverek hordóinak felmelegítésére, ami után elvetemednek, mivel a csövek technológiai edzésének hőmérséklete 415 és 430 fok között van. A poliimid szakítószilárdsága azonban 300 fokos vagy annál magasabb hőmérsékleten 30 MPa -ra csökken, ami 300 atmoszféra kamra nyomásának felel meg, azaz nagyságrenddel kisebb, mint a lőfegyverek modern modelljeiben a porgázok maximális nyomásnyomása. Amikor egy elhasznált patronházat megpróbálnak eltávolítani a klasszikus kialakítású kamrából, a fém karima leszakad, és egy ütközőrúddal kiüti a patron tokjának maradványait a hordóból.
A patron felmelegedése a klasszikus kialakítású kamrában bizonyos mértékig nyitott csavarról (géppuskák) való tüzeléssel szabályozható, de intenzív tüzelés és zárt csavarból való lövés esetén (géppuskák és automata puskák), a patron 400 fok feletti felmelegítése szinte elkerülhetetlen.
Alumínium hüvelyű patronok
A rézötvözetek másik alternatívája az alumíniumötvözetek, amelyeket soros pisztolypatronok burkolatában, a puskapatronok kísérleti fejlesztésében és a 30 mm-es GAU-8A automata ágyúk sorozatfelvételeiben használnak. A réz alumíniumra való cseréje lehetővé teszi az erőforrás -korlátozás megszüntetését, a patron tokjának költségének csökkentését, a lőszerek súlyának 25 százalékos csökkentését és ennek megfelelően a hordható lőszerterhelés növelését.
1962 -ben a TsNIITOCHMASH kifejlesztett 7, 62x39 mm -es kaliberű kísérleti patronokat alumíniumötvözet hüvellyel (kód GA). A bélések súrlódásgátló grafitbevonattal voltak ellátva. Az elektrokémiai korrózió megelőzése érdekében a kapszulacsészét alumíniumötvözetből készítették.
Az ilyen hüvelyek használatát azonban akadályozza egyetlen negatív tulajdonságuk - az alumínium és ötvözeteinek levegőben történő öngyulladása 430 ° C -ra hevítve. Az alumínium égési hője nagyon magas és 30,8 MJ / kg. A termékek külső felülete spontán égésnek van kitéve, ha meghatározott hőmérsékletre hevítik, és megnövekszik az oxidréteg permeabilitása a levegőben lévő oxigénhez, vagy ha alacsonyabb hőmérsékletre melegítik az oxidfilm károsodása esetén. A nem műanyag kerámia -oxid fólia (vastagsága ~ 0,005 mikron) megsemmisül, ha egy műanyag fém hüvely deformálódik a hajtógázok nyomása hatására, és az oxidfilm áteresztőképessége az intenzív égetés során történő hevítés hatására érhető el. A bélések spontán csak a levegőben gyulladnak ki a hordóból történő kivonás után, ahol a por égése során negatív oxigén -egyensúly fennmarad.
Ezért az alumínium burkolatok csak a 9x18 PM és 9x19 Para kalibrálású pisztolypatronok részeként terjedtek el, amelyek tűzerőssége és a kamrában elért hőmérséklet nem hasonlítható össze a géppuskák, automata puskák és géppuskák ezen mutatóival.
Alumíniumot használtak a kísérleti 6x45 SAW Long patronban is, amelynek hüvelyét rugalmas szilikon béléssel látták el, amely összehúzza a fém- és oxidfilm repedéseit. Ez a döntés azonban a patron lineáris méreteinek, a vevő hozzá tartozó méreteinek és ennek megfelelően a fegyver súlyának növekedéséhez vezetett.
Egy másik megoldás, de üzembe helyezve a 30x173 GAU tüzérségi kör alumíniumötvözet hüvellyel. Ez egy speciális kis molekulatömegű "hideg" hajtóanyag-töltet használata miatt vált lehetővé. A por termokémiai potenciálja közvetlenül arányos az égési hőmérséklettel és fordítottan arányos az égéstermékek molekulatömegével. A klasszikus nitrocellulóz és piroxilin hajtóanyagok molekulatömege 25, égési hőmérséklete 3000-3500 K, és az új hajtóanyag molekulatömege 17 volt 2000-2400 K égési hőmérséklet mellett, azonos impulzus mellett.
Ígéretes szinterezett fém hüvely
Az alumínium hüvelyű tüzérségi lövésekkel kapcsolatos pozitív tapasztalatok lehetővé teszik, hogy ezt a fémet a kézi lőfegyver töltényeinek szerkezeti anyagának tekintsék (még speciális hajtóanyag -összetétel nélkül is). A megadott választás helyességének megerősítése érdekében célszerű összehasonlítani a sárgaréz és alumíniumötvözet bélések jellemzőit.
Az L68 sárgaréz 68 százalék rézt és 32 százalék cinket tartalmaz. Sűrűsége 8,5 g / cm3, keménysége - 150 MPa, szakítószilárdsága 20 ° C - 400 MPa, szakítószilárdsága - 50 százalék, csúszó súrlódási együttható acélon - 0,18, olvadáspont - 938 ° C, törékenységi hőmérsékleti zóna - 300-700 ° C.
A sárgaréz helyettesítésére azt javasolják, hogy magnéziummal, nikkellel és más kémiai elemekkel ötvözött alumíniumot használjon legfeljebb 3% -os térfogatarányban, hogy növelje a rugalmas, hő- és öntési tulajdonságokat anélkül, hogy befolyásolná az ötvözet ellenállását. korrózió és repedés terhelés alatt. Az ötvözet szilárdságát úgy érik el, hogy diszpergált alumínium -oxid szálakkal (átmérője ~ 1 μm) 20%-os térfogatrészben erősítik meg. A felszíni öngyulladás elleni védelmet az biztosítja, hogy a rideg oxidfóliát egy elektrolízissel felvitt (~ 5 μm vastag) műanyag réz / sárgaréz bevonattal helyettesítik.
A kapott cermet kompozit a kermetek osztályába tartozik, és fröccsöntéssel végtermékké formálják, hogy az erősítő szálakat a bélés tengelye mentén orientálják. A szilárdsági tulajdonságok anizotrópiája lehetővé teszi a kompozit anyag radiális irányú megfelelőségének megőrzését, hogy biztosítsa a hüvely falainak szoros érintkezését a kamra felszínével a porgázok nyomása alatt, hogy elzárja az utóbbit.
A bélés súrlódásgátló és leragadásgátló tulajdonságait úgy biztosítják, hogy külső felületére poliimid-grafit bevonatot (vastagság ~ 10 mikron) visznek fel, egyenlő térfogatú kötőanyag- és töltőanyag-frakciókkal, amelyek ellenállnak 1 GPa érintkezési terhelésnek és üzemi hőmérsékletnek. 400 ° C -on, bevonatként használják a belső égésű motor dugattyúit.
A cermet sűrűsége 3,2 g / cm3, szakítószilárdsága tengelyirányban: 20 ° C - 1250 MPa, 400 ° C - 410 MPa, szakítószilárdsága sugárirányban: 20 ° C - 210 MPa, 400 ° C -on ° C - 70 MPa, szakítónyúlás tengelyirányban: 20 ° C - 1,5%, 400 ° C - 3%, szakítónyúlás sugárirányban: 20 ° C - 25%, 400 ° C - 60 %, olvadáspont - 1100 ° C.
A súrlódásgátló bevonat csúszási súrlódási együtthatója acélon 0,05, 30 MPa és annál nagyobb érintkezési terhelés mellett.
A fémkerámia hüvelyek előállításának technológiai folyamata kevesebb műveletből áll (fém keverése szállal, öntvény, övöntés, perem és furat forró recésedése, sárgaréz bevonat, súrlódásgátló bevonat felhordása) a műveletek számához képest a sárgaréz hüvelyek gyártásának technológiai folyamata (tuskóöntés, hideghúzás hat járatban, a perem és a nyak hideg recsegése).
A patron 5, 56x45 mm sárgaréz hüvelyének tömege 5 gramm, a cermet hüvely súlya 2 gramm. Egy gramm réz ára 0,7 amerikai cent, alumínium - 0,2 amerikai cent, a diszpergált alumínium -oxid szálak költsége 1,6 amerikai cent, súlyuk a bélésben nem haladja meg a 0,4 grammot.
Ígéretes golyó
A 6B45-1 osztályú és az ESAPI hadsereg páncélzatok elfogadásával összefüggésben, amelyeket 10 méteres vagy annál nagyobb távolságú acélmagos kézi kézifegyverek lövedékei nem hatolnak át, a tervek szerint átállnak a golyók használatára. zsugorított ötvözetmag volfrám -karbidból (95%) és kobaltporból (5%), 15 g / cm3 fajsúlyú, nem igényel ólom- vagy bizmut -súlyozást.
A golyók héjának fő anyaga egy tombak, amely 90% rézből és 10% cinkből áll, sűrűsége 8,8 g / cm3, olvadáspontja 950 ° C, szakítószilárdsága 440 MPa, nyomószilárdsága szilárdsága 520 MPa. keménység - 145 MPa, relatív nyúlás - 3% és csúszási súrlódási együttható acélon - 0,44.
A golyók kezdeti sebességének 1000 és több méter / másodpercre történő növelése, valamint a tűzsebesség 2000 és több lövés / perc (AN-94 és HK G-11) miatt a tombak már nem felel meg a követelményeknek golyóhéjhoz a magas hőre lágyuló kopó furat miatt az acélon lévő rézötvözet nagy csúszási súrlódási együtthatója miatt. Másrészt ismertek a tüzérségi lövedékek, amelyek kialakításában a rézvezető szíjakat műanyag (poliészter) övékre cserélik, amelyek súrlódási együtthatója 0, 1. Azonban a műanyag üzemi hőmérséklete az övek hőmérséklete nem haladja meg a 200 ° C -ot, ami a kézi lőfegyverek maximális hőmérsékletének fele a vetemedés kezdetéig.
Ezért egy ígéretes golyó héjaként, teljesen fém maggal, javasolt egy polimer kompozit (vastagsága ~ 0,5 mm), amely egyenlő térfogatú frakciókban PM-69 típusú poliimidet és kolloid grafitot használ. 1,5 g / cm3, szakítószilárdság 90 MPa, nyomószilárdság 230 MPa, keménység 330 MPa, érintkezési terhelés 350 MPa, maximális üzemi hőmérséklet 400 ° C és csúszási súrlódási együttható acélon 0,05.
A héjat a poliimid oligomer és a grafit részecskék összekeverésével, a keverék beágyazott részből - golyómaggal - öntőformába extrudálásával és a keverék hőmérséklet -polimerizációjával állítják elő. A héj és a golyómag tapadását a poliimid behatolása biztosítja a mag porózus felületébe nyomás és hőmérséklet hatására.
Ígéretes teleszkópos töltény
Jelenleg a kézi lőfegyverek patronjának legprogresszívebb formáját tekintik teleszkóposnak, mivel golyót helyeznek egy préselt hajtóanyag -ellenőrzőbe. A sűrű ellenőrző használata a klasszikus szemcsetöltés helyett, kisebb térfogatsűrűséggel lehetővé teszi, hogy akár másfélszeresére csökkentse a töltény hosszát és a hozzá tartozó fegyverfogó méretét.
A kézi lőfegyverek (G11 és LSAT) teleszkópos patronokat használó újratöltő mechanizmusának (levehető csőkamra) kialakítása miatt golyóik a hüvely szélei alatti hajtóanyag -ellenőrzőkbe vannak süllyesztve. A másodlagos hajtógáz -töltés nyitott vége a szennyeződésektől és a nedvességtől védi a műanyag kupakot, amely egyben elülső elzáróként is működik a tüzelés során (a golyó áttörése után blokkolja a levehető kamra és a cső közötti kötést). Amint azt a DM11 teleszkópos patronok katonai működésének gyakorlata megmutatta, a patron összeszerelési módja, amely nem biztosítja a golyó kiemelését a hordó golyóbejáratában, kilövéskor a golyó torzulásához vezet, és ennek megfelelően a pontosság elvesztése.
A teleszkópos patron meghatározott működési sorrendjének biztosítása érdekében hajtóanyag -töltése két részre oszlik - egy viszonylag kis sűrűségű (nagyobb égési sebességű) elsődleges töltésre, amely közvetlenül a kapszula és a golyó alja között helyezkedik el, és Keddi töltés viszonylag nagyobb sűrűséggel (alacsonyabb égési sebességgel), koncentrikusan a golyó körül. A primer átszúrása után először az elsődleges töltés aktiválódik, amely a golyót a furatba tolja, és egy nyomásnövelő nyomást hoz létre a másodlagos töltéshez, amely mozgatja a golyót a furatban.
Annak érdekében, hogy a másodlagos töltés ellenőrzője a patronban maradjon, a hüvely nyitott végének széleit részben fel kell tekerni. A golyó visszatartása a patronban úgy történik, hogy a másodlagos töltés blokkjába nyomja. Ha a golyót teljes hosszában a hüvely méretei közé helyezi, akkor csökken a töltény hossza, ugyanakkor üres térfogatú hüvely keletkezik a golyó nyélrésze körül, ami a golyó átmérőjének növekedéséhez vezet. patron.
E hiányosságok kiküszöbölése érdekében javasoljuk a teleszkópos patron új elrendezését, amelyet kézi lőfegyverekben való használatra terveztek, klasszikus beépített csőkamrával, bármilyen típusú újratöltő mechanizmussal (kézi, gázmotor, mozgatható cső, félig szabad hátsó blokk stb.).) és a tüzelési módszer (elülső vagy hátsó kereséssel).
A javasolt patron olyan golyóval van felszerelve, amely a hüvely túlnyúlik, és ennek köszönhetően a hordó golyóbeömlőnyéhez ütközik. Műanyag kupak helyett a hajtóanyag-töltet nyitott végét nedvességálló lakk védi, amely égetéskor kiég. A javasolt patron hosszának némi megnövekedését az ismert teleszkópos patronokhoz képest kompenzálja az átmérőjének csökkenése a hüvely belsejében lévő kitöltetlen térfogat megszüntetése miatt.
Általánosságban elmondható, hogy a javasolt teleszkópos töltény negyedével növeli a gyalogos hordható lőszerekben található töltények számát, valamint csökkenti a töltényhüvelyek anyagfelhasználását, munkaintenzitását és gyártási költségét.
